CN103955621B - 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台 - Google Patents

一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台 Download PDF

Info

Publication number
CN103955621B
CN103955621B CN201410204190.9A CN201410204190A CN103955621B CN 103955621 B CN103955621 B CN 103955621B CN 201410204190 A CN201410204190 A CN 201410204190A CN 103955621 B CN103955621 B CN 103955621B
Authority
CN
China
Prior art keywords
snake
shaped robot
adams
software
view module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201410204190.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103955621A (zh
Inventor
张双彪
苏中
李擎
赵旭
付国栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING DEWEI CHUANGYING TECHNOLOGY Co Ltd
Beijing Institute of Technology BIT
Beijing Information Science and Technology University
Original Assignee
BEIJING DEWEI CHUANGYING TECHNOLOGY Co Ltd
Beijing Institute of Technology BIT
Beijing Information Science and Technology University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING DEWEI CHUANGYING TECHNOLOGY Co Ltd, Beijing Institute of Technology BIT, Beijing Information Science and Technology University filed Critical BEIJING DEWEI CHUANGYING TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410204190.9A priority Critical patent/CN103955621B/zh
Publication of CN103955621A publication Critical patent/CN103955621A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103955621B publication Critical patent/CN103955621B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，包括：第一步：根据蛇形机器人的样机，利用UG软件建立蛇形机器人的结构模型；第二步，将UG软件中建立的模型导入到Adams软件的Adams/View模块，建立蛇形机器人的运动约束，达到Adams软件的运动学和动力学仿真的设置要求；第三步，在Adams/View模块中完成与Matlab软件的输入设置；第四步，根据蛇形机器人样机的尺寸规格，在Matlab软件中建立运动学方程和动力学方程；第五步，将Matlab软件解算的运动信息作为输入信号，通过接口传输给Adams/View，同时通过无线模块传输给蛇形机器人。本发明通过Adams、Matlab和蛇形机器人实体共同搭建一个仿真试验的联合控制平台，为研究蛇形机器人的动力学和运动学研究做出贡献。

Description

一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台
技术领域
本发明属于机器人研发领域，尤其涉及一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台。
背景技术
蛇形机器人以其具有多步态、强适应能力、强隐蔽性等特点，受到国内外军事、民用领域的广泛关注。由于蛇形机器人是一种具有多自由度、复杂运动特性的机械系统，其动力学和运动学的建模比较复杂，导致基于运动学和动力学理论的控制率与对蛇形机器人的实际控制率之间存在很大差异，从而造成在改进蛇形机器人运动学和动力学模型过程中，工作效率很低。经对现有的关于蛇形机器人仿真方法和控制方法研究成果的调研发现，现有技术主要存在两种研究路线：一种是先建立蛇形机器人运动学和动力学模型，然后进行仿真验证模型的有效性；另一种先建立蛇形机器人运动学和动力学模型，然后通过试验验证模型的有效性。可以看出，目前的方法均将仿真与试验分开进行，并没有实时利用试验数据校正运动学和动力学模型，从而得到可信了模型参数。
发明内容
本发明提供了一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，解决蛇形机器人运动控制的仿真和试验有机结合问题。
该蛇形机器人仿真试验的联合控制平台由Matlab软件、Adams软件、集成红外测距的蛇形机器人和试验场景等部分组成。
该蛇形机器人仿真试验的联合控制平台搭建过程包括以下步骤：
第一步：根据蛇形机器人的样机，利用UG软件建立蛇形机器人的结构模型；第二步，将UG软件中建立的模型导入到Adams软件的Adams/View模块，建立蛇形机器人的运动约束，达到Adams软件的运动学和动力学仿真的设置要求；第三步，在Adams/View模块中完成与Matlab软件的输入设置；第四步，根据蛇形机器人样机的尺寸规格，在Matlab软件中建立运动学方程和动力学方程；第五步，将Matlab软件解算的运动信息作为输入信号，通过接口传输给Adams/View，同时通过无线模块传输给集成红外测距传感器的蛇形机器人。
进一步的，通过所述UG软件进行蛇形机器人三维建模，包括骨架、舵机、从动轮。
进一步的，在所述Adams软件的Adams/View模块中，根据蛇形机器人各部件的相互运动关系，施加部件的约束、作用力、材料性能等关系，完成蛇形机器人的Adams/View模块的运动学和动力学建模。
进一步的，在所述集成红外测距传感器的蛇形机器人，是在蛇形机器人的每个关节的两侧边分别安装红外测距传感器。
进一步的，将所述Matlab软件中解算的运动学和动力学的控制信息同时输入给Adams/View模块和蛇形机器人本体，控制Adams/View模块中的蛇形机器人模型和在试验场景中的蛇形机器人本体同时运动。蛇形机器人通过自身集成的红外测距传感器实时测量其与场景四周的距离，以及与场景中障碍之间的距离，通过无线传输模块上传到主控制平台。主控制平台通过将试验测量的运动信息与运动学和动力学模型中的运动信息进行对比，来得到运动信息的差值，并利用该差值作为Matlab软件中建立的蛇形机器人运动学和动力学模型的输入信息，以改进运动学和动力学模型的参数。
本发明通过由Adams和Matlab构成的主控制平台、集成红外传感器的蛇形机器人实体的硬件试验平台和实验场景共同搭建成一个仿真试验的联合控制平台，为研究蛇形机器人的动力学和运动学做出贡献。
本发明的有益效果：本发明Matlab软件、Adams软件和蛇形机器人同时进行，利用Matlab软件解算的控制信息同时对Adams软件的Adams/View模块中的蛇形机器人模型和蛇形机器人本体进行控制，可增加理论和试验对比性，有利于蛇形机器人运行控制的研究。
附图说明
图1为本发明一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台的搭建示意图。
图2为蛇形机器人在试验场景中的测距示意图。
具体实施方式
下面根据附图1对本发明作进一步说明。
一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，包括以下步骤：
第一步：首先根据蛇形机器人的样机，利用UG软件完成蛇形机器人各关节的结构设计，并进行组装，建立蛇形机器人的结构模型；第二步，将UG软件中建立的模型保存为“x_t”格式，并导入到Adams软件的Adams/View模块。在Adams/View模块中，根据蛇形机器人的各关节之间的运动关系，施加固连副、旋转副，以及接触力约束，并对旋转约束添加转动函数，以达到Adams软件的运动学和动力学仿真的设置要求；第三步，在Adams/View模块中完成与Matlab软件的输入设置；第四步，根据蛇形机器人样机的尺寸规格，在Matlab软件中建立运动学方程和动力学方程；第五步，将Matlab软件解算的运动信息作为输入信号，通过接口传输给Adams/View，同时通过无线模块传输给蛇形机器人，控制Adams/View模块中的蛇形机器人模型和在试验场景中的蛇形机器人本体同时运动。蛇形机器人通过自身集成的红外测距传感器实时测量其与场景四周的距离，以及与场景中障碍之间的距离（如图2所示），通过无线传输模块上传到主控制平台。主控制平台通过将试验测量的运动信息与运动学和动力学模型中的运动信息进行对比，来得到运动信息的差值，并利用该差值作为Matlab软件中建立的蛇形机器人运动学和动力学模型的输入信息，以改进运动学和动力学模型的参数。本发明由由Matlab软件、Adams软件、集成红外测距的蛇形机器人和试验场景等部分共同搭建成一个仿真试验的联合控制平台，为研究蛇形机器人的动力学和运动学做出贡献。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，其特征在于：该平台包括Matlab软件、Adams软件、集成红外测距传感器的蛇形机器人和试验场景；将所述Matlab软件中解算的运动学和动力学的控制信息同时输入给Adams/View模块和蛇形机器人本体，控制Adams/View模块中的蛇形机器人模型和在试验场景中的蛇形机器人本体同时运动；蛇形机器人通过自身集成的红外测距传感器实时测量其与场景四周的距离，以及与场景中障碍之间的距离，通过无线传输模块上传到主控制平台；主控制平台通过将试验测量的运动信息与运动学和动力学模型中的运动信息进行对比，来得到运动信息的差值，并利用该差值作为Matlab软件中建立的蛇形机器人运动学和动力学模型的输入信息，以改进运动学和动力学模型的参数。
2.如权利要求1所述的一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，其特征在于：平台搭建主要包括以下步骤：
第一步：根据蛇形机器人的样机，利用UG软件建立蛇形机器人的结构模型；
第二步，将UG软件中建立的模型导入到Adams软件中Adams/View模块，建立蛇形机器人的运动约束，达到Adams软件的运动学和动力学仿真的软件设置要求；
第三步，在Adams/View模块中完成与Matlab软件的输入设置；
第四步，根据蛇形机器人样机的尺寸规格，在Matlab软件中建立蛇形机器人的运动学方程和动力学方程；
第五步，将Matlab解算的运动控制信息作为Adams/View模块的输入信号，通过通信接口传输给Adams/View模块，同时通过无线模块传输给集成红外测距传感器的蛇形机器人。
3.如权利要求2所述的一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，其特征在于：通过所述UG软件进行蛇形机器人三维建模，包括骨架、舵机、从动轮。
4.如权利要求2所述的一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台，其特征在于：在所述Adams软件的Adams/View模块中，根据蛇形机器人各部件的相互运动关系，施加部件的约束、作用力、材料性能关系，完成蛇形机器人的Adams/View模块的运动学和动力学建模。
CN201410204190.9A 2014-05-15 2014-05-15 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台 Expired - Fee Related CN103955621B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410204190.9A CN103955621B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410204190.9A CN103955621B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103955621A CN103955621A (zh) 2014-07-30
CN103955621B true CN103955621B (zh) 2016-10-26

Family

ID=51332896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410204190.9A Expired - Fee Related CN103955621B (zh) 2014-05-15 2014-05-15 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103955621B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109726511B (zh) * 2019-01-23 2022-10-28 广西大学 基于ug和adams步态康复机器人关节角度确定方法
CN112182878A (zh) * 2020-09-27 2021-01-05 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 用于民机维修的机器人仿真实验测试方法及装置
CN113176737A (zh) * 2021-03-19 2021-07-27 东莞理工学院 仿生蛇形机器人蜿蜒运动仿真方法、系统、设备及介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101004604A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 中国科学院自动化研究所 一种多仿生机器人协作控制系统
CN201833373U (zh) * 2010-09-30 2011-05-18 浙江科技学院 红外感应搜救机器人
CN203000940U (zh) * 2012-12-20 2013-06-19 中南大学 一种适用于蛇形机器人的人体生命探测机构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101493855B (zh) * 2009-01-16 2012-03-28 吉林大学 欠驱动双足步行机器人实时仿真系统
CN101533262A (zh) * 2009-04-22 2009-09-16 北京航空航天大学 一种基于服务的机械与控制系统联合仿真实现的方法
CN102880732B (zh) * 2011-12-28 2015-09-23 南京康尼机电股份有限公司 一种轨道交通车辆门系统动力学联合仿真分析方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101004604A (zh) * 2006-01-18 2007-07-25 中国科学院自动化研究所 一种多仿生机器人协作控制系统
CN201833373U (zh) * 2010-09-30 2011-05-18 浙江科技学院 红外感应搜救机器人
CN203000940U (zh) * 2012-12-20 2013-06-19 中南大学 一种适用于蛇形机器人的人体生命探测机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN103955621A (zh) 2014-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Carra et al. Robotics in the construction industry: State of the art and future opportunities
CN105512358B (zh) 基于cae仿真技术的汽车碰撞事故定损方法
CN103085070B (zh) 面向复杂地形的四足机器人运动规划方法
CN103955621B (zh) 一种蛇形机器人仿真试验的联合控制平台
CN104331081A (zh) 一种双足机器人斜面行走的步态规划方法
MY190556A (en) Volume change compensated silicon-silicon oxide-lithium composite material having nano silicon particles embedded in a silicon: silicon lithium silicate composite matrix, and cyclical ex-situ manufacturing processes
CN104476550A (zh) 全液压自主移动机械臂及其动作方法
CN104647377B (zh) 一种基于认知系统的工业机器人及其控制方法
CN105184031B (zh) 一种装配机器人臂部结构的轻量化设计方法
CN103310038A (zh) 一种旋转导向执行机构的虚机实电仿真系统及仿真方法
CN108009680A (zh) 基于多目标粒子群算法的仿人机器人步态规划方法
CN104850699A (zh) 冲压线搬运机器人防碰撞控制方法
CN101526801A (zh) 履带式移动机械手的广义系统统一动力学建模方法
CN105938364A (zh) 一种3d欠驱动双足机器人的动力学模型计算方法
CN104793497A (zh) 基于多体系统离散时间传递矩阵法的机器人动力学建模方法
CN105095543A (zh) 模拟大型设备吊装过程的方法和装置
CN103862458A (zh) 一种用于机载伺服系统的六自由度并联平台
CN104669254A (zh) 一种双串联机械臂式移动操作机装置的自动化定位方法
CN204819543U (zh) 一种集控式多机器人运动控制系统
CN105438305B (zh) 一种仿生六肢昆虫机器人的使用方法
Wang et al. Adaptive sliding mode control for hydraulic flexible manipulator based on two-parameter singular perturbation method
CN103970588A (zh) 一种Mecanum万向轮滚子轮廓补偿和修正建模仿真的方法
Han et al. Co-simulation of a tracked mobile robot based on RecurDyn and Simulink
Wang et al. Modeling and Simulation of multi-legged walking machine prototype
CN105938499A (zh) 一种3d双足机器人的坐标系建立方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20161026

Termination date: 20200515

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee